众所周知,在国内尿素更多的是作为农业上的使用,但在近几年国五切换国六的排放标准背景下,车用尿素需求出现明显的增长。
1、车用尿素的概念及生产工艺
在工业领域有一种液态的“尿素”,俗称车用尿素,由高纯度尿素和去离子水混合而成,其溶液无色、透明、清澈,浓度在31.8%-33.2%之间。最早使用车用尿素的是欧洲,称为AdBlue,北美称其为DEF(DieselExhaustFluid,柴油机尾气处理液),国内称其为车用尿素溶液或车用脱硝剂。国外车用尿素的需求量大,已形成产业规模,主要由大型的化工企业采用天然气空气合成法生产。其工艺生产流程如下图所示:
图1国外车用尿素生产流程
图2国内车用尿素生产工业方法比较
工业尿素和农业尿素提纯法均通过水解再结晶,会浪费大量的电耗能源。我国天然气资源丰富,但探明率和开采程度较低,且多用于民用,在工业方面的使用受限。相比之下,水溶液全循化法投资成本低、改造增产潜力大,且工艺杂质对设备的腐蚀程度性低,因此更适合用于生产车用尿素。其合成原理和工艺流程为:
2NH3+CO2=NH4COONH2+Q1
NH4COONH2=CO(NH2)2+H2O-Q2
图3水溶液循环法工艺流程图
水溶液全循环法主要包括四个基本过程:①氨和二氧化碳的供应和净化;②合成尿素;③分离、回收未反应物;④尿素溶液加工。CO2与液氨按照一定的比例进入尿素合成塔合成尿素和氨基甲酸铵,进入尿塔的CO2决定整个系统的生产负荷;同时将未脱水生成尿素的氨基甲酸铵经二次分解、三次吸收,将氨基甲酸溶液按照一定比例加压,送入合成塔循环反应生成尿素,从而建立良好的水平衡系统,达到水溶液全循环的目的。
从2015年起,新注册的柴油车必须加装需要用到尿素的催化还原(SCR)系统,而车用尿素是SCR方案的必需添加剂,它可以中和柴油车尾气中的氮氧化物,使车辆达到欧六环保标准。对于重型卡车、公交车等大型柴油车,若未添加车用尿素,车辆甚至无法正常启动。然而,在今年车用尿素紧缺的情况下,韩国部分流通商恶意囤积,促使其价格暴涨。原本其售价在每10升9000至10000韩元之间(约合人民币48元至54元),现在在部分网购平台上,10升车用尿素的价格一周内暴涨近10倍,飙升至10万韩元(约合人民币550元),而在我国国内,10升车用尿素的价格仅30至35元。对此,韩国政府各部门于11月8日启动了专项行动,联合严打尿素投机倒把行为。
2、韩国车用尿素短缺的原因
车用尿素短缺在韩国表现尤为严重,这主要由以下三个因素导致。
首先是韩国柴油车比重过高。据统计,目前在韩国道路上运行有大约2600万辆机动车,其中柴油车数量高达919万辆,约占35.35%。柴油车中安装了需要添加车用尿素的催化还原(SCR)系统的有216万辆,约占23.5%。相比之下,中国、美国、日本的柴油车的比重只有1%-3%。此外,在韩国有大约55万辆物流专用车、超过2万台柴油公交车(总共5万台运营)需要添加车用尿素。当前车用尿素在韩国出现大范围断供,致使物流行业和公共交通正面临着停运危机。
最后是韩国车用尿素原料进口依赖度极高。中国是世界第一大尿素生产国和出口国,尿素产量多且价格低,每年向全球供应500万吨左右。据《首尔经济》11月7日报道,最新统计数据显示,今年1-9月韩国生产车用尿素的主要原料——工业尿素有97.6%依靠中国进口。中国生产尿素主要以煤炭为原料,近来因煤炭价格上升,供应紧张,尿素的产能受限,10月份起中国加大了出口尿素的管制力度,而韩方11月才了解到该情况,导致其供应市场持续偏紧。
据悉,中韩两国已经签署了新的尿素供应合同,中方将向韩方提供1.8万吨的尿素产品。除与中国政府协调外,韩国政府陆续向其他尿素生产国进行求助。韩国已用军用运输机从澳大利亚进口2万升车用尿素,但仅够2000辆大型卡车运营1天至3天所需,对于当前极度缺乏尿素溶液的韩国来说只是“杯水车薪”。11月12日,韩政府解释称,除了现有可用2.4个月的存量外,还将通过与民间的合作从越南、沙特阿拉伯等国再筹措最多可用2.9个月的车用尿素溶液,已到位的尿素溶液将从当天起优先分配给民间救护车,社区公交车、货车等也将陆续得到供应。
整体来看,车用尿素危机已经严重影响到韩国的交通业、建筑业、农业等多个领域,所以车用尿素对于一个需求旺盛的国家来说,自给自足的重要性不言而喻。
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